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考点10 酸碱中和与盐类水解
【核心考点梳理】
日常生活中有很多物质属于盐类,例如食盐、纯碱、明矾、味精等。盐类溶于水后会发生怎样的变化?为什么盐溶液会呈现出不同的酸碱性?本节我们将进一步认识酸碱中和滴定,了解盐类的水解反应及其应用。
1、 酸碱中和滴定
酸与碱作用生成盐和水的反应称为酸碱中和反应,比如:
HCl + NaOH =NaCl + H2O
酸碱中和反应中 H+ 和 OH—按照 1∶ 1 的计量比进行反应:
n(H+) = n(OH—)
即: c(H+)V(H+) = c(OH—)V(OH—)
因此可将酸碱中和反应用于物质的定量分析。用已知浓度的酸(或碱)溶液来测定未知碱(或酸)溶液的浓度,由此建立的定量分析方法称为酸碱中和滴定,简称酸碱滴定或中和滴定。在酸碱中和滴定操作中,已知准确浓度的酸或碱溶液称为标准溶液,未知浓度的碱或酸溶液称为待测溶液。首先准确量取待测溶液的体积,然后用标准溶液进行滴定,当酸和碱恰好完全反应时达到化学计量点。选用合适的酸碱指示剂,根据指示剂颜色的变化判断中和反应的完成,并确定它为滴定终点。下面我们以 0.100 0 mol· L—1 的氢氧化钠溶液滴定 20.00 mL 的 0.100 0 mol· L—1 盐酸为例。
0.1000mol/L氢氧化钠溶液滴定20.00ml0.1000mol/L盐酸的滴定曲线
图表示滴定过程中溶液 pH 的变化。
滴定前,溶液的 pH 取决于盐酸的浓度, pH为 1.0。随着氢氧化钠溶液的滴入,盐酸被逐渐中和, H+ 浓度减少, pH 升高。当滴加的氢氧化钠溶液与盐酸的物质的量恰好相同时,达到化学计量点,此时溶液的 pH 等于 7.0。当滴定到盐酸还有 0.02 mL(约半滴)未被中和时,溶液为酸性( pH = 4.3);当滴加的氢氧化钠溶液过量 0.02 mL 时,溶液为碱性( pH = 9.7),溶液的 pH 发生了突变,该 pH 范围也就是滴定突跃范围。我们可以根据滴定突跃范围来选择酸碱指示剂。这里选用酚酞做指示剂,当溶液从无色突变为浅红色时,达到滴定终点。酸碱中和滴定具有测定准确、操作简便的特点,因此广泛应用于研究、医疗卫生和工农业生产。
实验探究:强酸与强碱的中和滴定
以氢氧化钠标准溶液滴定未知浓度的盐酸为例。
1. 滴定管的使用
滴定管是准确测量放出液体体积的仪器,常用规格为 50 mL 和 25 mL,
分 度 值 为 0.1 mL, 读 数 可 估 计 到0.01 mL。图 3.7 是 25 mL 滴定管,分红色和蓝色两种手柄。一般用红色手柄滴定管装酸性溶液,用蓝色手柄滴定管装碱性溶液。滴定管的准备:滴定管清洗干净后,注入少量水检查活塞是否漏液。将滴定管用蒸馏水洗涤后,再分次用少量氢氧化钠标准溶液润洗滴定管 2~ 3 次,每次润洗液均从下端活塞放出。注入氢氧化钠标准溶液,打开活塞放出少量液体,赶尽活塞下端管内气泡使其充满液体,再慢慢调节滴定管内液面在“0”刻度处或“0”以下位置。
滴定管的读数:滴定管上一般标有棕色刻度线,为便于观察,滴定管正对刻度线管壁上有白底蓝线。由于光在空气和液体中折射率不同,液面下蓝线较粗,液面上方蓝线较细,读数时正对刻度线,平视观察蓝线粗、细交界点所对的刻度即为准确读数,如图 3.8 所示。
2. 滴定的操作
溶液的准备:用洗净并经润洗的移液管准确移取 20.00 mL(或从另一滴定管内放出)未知浓度的盐酸于 150 mL 锥形瓶中,滴加 2 滴酚酞试液。滴定的操作:滴定时,一手控制滴定管活塞,另一手用拇指、食指和中指捏住锥形瓶颈部轻轻摇动,如图 3.9 所示。
2、 盐类水解
1、概念理解:
定义:在溶液中,盐电离出的离子跟水所电离出来的H+或OH-生成弱电解质的过程叫做盐类的水解。
条件:盐必须溶于水,盐必须能电离出弱酸根离子或弱碱正离子。
本质:
盐电离破坏了_水的电离平衡_水的电离程度__增大__
c(H+)≠c(OH-) 溶液呈碱性、酸性或中性。
水解与中和反应的关系:盐+水⇌酸+碱
2、盐类水解方程式的书写:
书写盐类水解方程式时要注意:
(1)一般盐类水解的程度很小,用可逆号“”表示。
(2)盐类水解一般不会产生沉淀和气体,所以不用符号“↓”和“↑”表示水解产物。
(3)多元弱酸盐的水解是分步进行的,水解离子方程式要分步表示;而多元弱碱正离子的水解简化成一步完成。
写出下列物质水溶液的水解方程式:
Na2CO3:CO32- + H2O HCO3- + OH- ; HCO3- + H2O H2CO3 + OH-
Fe2(SO4)3:Fe3+ +3 H2O Fe(OH)3 + 3H+
Mg2F:Mg2+ + 2H2O Mg(OH)2 + 2H+ ;F- +H2O HF + OH-
C